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JIS-Z3139-2009点焊、凸焊、及缝焊部位的截面试验方法译文






序文 1.适用范围 2.引用标准 3.用语及定义 4.试验的种类 5.试验片 5.1 试验片的形状及尺寸 5.2 试验片制作时焊接电极管理方面的注意事项 5.3 截面试验片的制作 6. 试验方法 6.1 截面 macro 宏观试验 6.2 断面硬度试验 7. 记录

1 1 1 1 1 2 2 3 3 3 3

7 8

Z 3139:2009 前 言

本标准是依据工业标准化法第 14 条准用的第 12 条第 1 项之规定, 应社团法人日本焊接协会(JWES)和财团法人日本标准协会(JSA)的申 请,在原日本工业标准之基础上,经日本工业标准调查会的审议,由经 济产业大臣修订的日本工业标准。 因此,JIS Z3139:1978 经修订由本标准替代。 本标准受著作权法的保护。 本标准的一部分,有可能与专利权、已公布的专利申请、实用新 案权以及已公布的实用新案登记申请等有抵触之处,特敬请引起注 意。经济产业大臣和日本工业标准调查会对关于这样的专利权、已公 布的专利申请、 实用新案权以及已公布的实用新案登记申请等的确认, 不负有责任。

日本工业标准

JIS Z 3139: 2009

点焊、凸焊、 点焊、凸焊、及缝焊部位的截面试验方法
序文 本标准是在 1978 年发行的 JIS Z 3139 “点焊焊接接头的截面试验方法” 的基 础上,根据我国国情进行了修订的版本,内容追加了截面硬度的试验方法。 1 适用范围 本标准适用于板厚为 0.3mm--6.0mm 的金属材料的点焊、凸焊及缝焊部位的 截面试验方法的规定。 引用标准 本标准中所引用的标准如下,这些被引用的标准是构成本标准的一部分。这 些被引用的标准适用最新版本(含增补) 。 JIS B 7725 维氏硬度试验----试验机的验证 JIS Z 2244 维氏硬度试验----试验方法 JIS Z 3001-1 焊接用语第 1 部:一般 JIS Z 3001-2 焊接用语第 1 部:焊接方法 JIS Z 3136 电阻点焊及凸焊接头的剪断试验之试片尺寸和试验方法 用语及定义 本标准中使用的主要用语及定义除依据 JIS Z 3001-1 及 JIS Z 3001-2 之外, 还作如下规定。

2

3

3.1 熔核直径 点焊或凸焊焊接部位的截面 macro 宏观试验之后,在焊接界面求出的熔核直径。 3.2 熔核宽度 缝焊部位的截面 macro 宏观试验之后,在接合界面求出的熔核的宽度。 4 试验的种类 试验的种类分为截面 macro 宏观试验和截面硬度试验两种。

5 试验片 5.1 试验片的形状及尺寸 试验片的形状及尺寸如图 1 及表 1 所示。 点焊或凸焊接头, 使用图 1a)的试验 图 表 图 片,根据不同的试验目的,试验片的长度(L)也可以减小到与其宽度(W)等 同。另外,在使用由 JIS Z 3136 之 4.2b) 中规定的多点焊接接头试验材中切成的 在使用 JIS Z 3136 图 1a)的试验片时,焊接点的间隔及重叠代的值见表 1 中的 W。 表 规定的试验片时,要参照 JIS Z 3136 的表 1 中所规定的试验片尺寸。 表 对于缝焊接头, 可采用把图 1b)中所示的缝焊焊接的试验片切成的 A 试验片 图 和 B 试验片。因为也包含对缝焊接,所以对于从板端到缝焊中心线的距离(X) 没做特别规定。但是,把 2 块板完全重叠的配置时,X 的值最低要达到板厚(T1 或 T2)的 15 倍以上的距离为好。当把成品或相当于成品的部件切成试验片时, 也可以不符合上述试验片的形状。 3 张以上的板重叠时,试验片的尺寸与 2 片重叠时的试验片的尺寸相同。 对于板厚及材质不同的板的组合,其试验片的尺寸,采用母材的抗拉强度与 板厚之积的值较小的板厚。

a) 点焊及凸焊接头

b)缝焊接头 缝焊接头

1.点焊及凸焊焊接部位 2.缝焊焊接线 3.与焊接线垂直方向的截面试验片(A 试验片) 4.通过焊接线中心线的截面试验片(B 试验片) 5.从板端到焊接中心线的距离(X) 图 1 试验片的形状 表 1 试验片的尺寸

5.2 制作试验片时焊接电极管理方面的注意事项 . 试验片的制作,要等到电极的尖端面的性状稳定之后才能开始。 对于点焊或凸焊,要么先修整电极顶端表面,要么不更换电极,至少进行 20 点焊接后才能制作焊接试验片;对于缝焊,要么先把电极表面修整,要么不更换 电极至少在直径较小的滚盘式电极进行 20 周的焊接之后方可制作试验片。 但是, 对于铝板及铝合金板的点焊和凸焊,至少要先进行 10 点焊接;对于缝焊,至少 要先进行 10 周的焊接后,才能制作焊接试验片。 5.3 截面试验片的制作 . 截面试验是针对与板的表面垂直的截面而进行的试验。制作试验片时要按合 适的方法:对于点焊和凸焊,要在通过焊接点中心位置垂直切割;对于缝焊,要 切出与焊接线垂直的面(A 试验片,长度任意)以及在焊接线的中心位置(B 试 验片,长 25mm 以上)切割。与焊接线垂直切割的截面试验片(A 试验片) ,可 根据试验目的选择相应的切割位置。 此时, 试验片的宽度及长度也可以适当调整。 另外,切割后的试验片,可以用合适的工具固定,也可以把试验片埋入树脂中来 固定。 6 试验方法 6.1 截面 macro 宏观试验 . 6.1.1 一般事项 截面 macro 宏观试验,是指对熔核直径(缝焊时的熔核宽度) 、裂纹、汽泡、 熔化深度以及凹馅等进行的调查。在该该试验中,要先对切割出的截面试验片进 行研磨,再进行腐蚀处理,然后使用放大镜、显微镜对该截面部位进行观察。 为了做观察记录,也可以利用截面低倍照片。截面 macro 宏观观察,要记录 腐蚀方法和放大倍率。 6.1.2 熔核直径、熔核宽度及熔化深度的测定方法 熔核直径、熔核宽度及熔化深度的测定方法 对于 2 张重叠板的点焊及凸焊的焊接部位,要先记录裂纹和气泡位置及最大 、最大熔化深度和焊接后焊 长度,然后测定图 2 中所示的熔核直径(熔核宽度) 图 接中心位置的板厚(Tw1、Tw2) ;对于 3 张重叠的焊接部位,测定图 3 中所示的 图 各部位。 对于缝焊,如图 4 所示,对于 A 试验片的与焊接线垂直方向的截面及 B 试验 图 片的经过焊接线方向中心线的截面,要记录裂纹及气泡的位置和最大长度。

对于 A 试验片,如图 2 和图 3 所示,要测定熔核的宽度及最大熔化深度;对 图 图 于 B 试验片,如图 5 所示,分别测定最大熔化深度、最小熔化深度及焊接中心 图 线位置的板厚。 6.1.3 熔化率的计算方法 熔化率的计算,可采用下列方法之一(参照图 2、图 3 和图 5) 图 图 图 。 a) 把原板厚作分母计算熔化率。 b) 测定点焊及凸焊的焊接中心位置或者缝焊的焊接中心线位置的板厚,把测出 的厚度作为分母进行计算。 另外,至于采取哪个方法进行测定,可由委托和受托双方协商确定。所 采用的测定方法要做记录。

A1=(t1/T1)×100 A2=(t2/T2)×100 这里 A1:簿板方的熔化率(%) A 2:厚板方的熔化率(%) t 1 t2:最大熔化深度 T 1 ,T2:板厚 D (W n) :熔核直径(或宽度) l :裂纹及气泡的最大长度 1 裂纹 2 气泡 a) 板厚(T1 ,T2)作分母计算熔化率时 板厚( ) B1=(t1/Tw1)×100 B2=(t2/Tw2)×100 这里 B1:簿 板方焊接中心位置的熔化率(%)B2: 厚板方焊接中心位置的熔化率(%) t 1 t2:最大熔化深度 T w1 Tw2:焊接中心位置的板厚

b) 以焊接中心位置的板厚(Tw1 ,Tw2)作分母计算熔化率时 焊接中心位置的板厚( )

重叠焊接部位熔核直径(或宽度) 、熔化深度 图 2 2 张重叠焊接部位熔核直径(或宽度) 熔化深度 、 及焊接中心位置板厚的测定 (点焊及凸焊的中心截面,或者缝焊焊接线垂直方向的截面) 点焊及凸焊的中心截面,或者缝焊焊接线垂直方向的截面)
A1= (t1/T1) ×100 A2= (t3/T3) ×100 这里 A1:厚为 T1 板的熔化率(%) A2:厚为 T3 板的熔化率(%)

1 t3:最大熔化深度 T1 T2 T3:板厚 D1 ,D2 (W n1,Wn2) 熔核直径 : (或宽度)

a) 以板厚(T1 ,T3)为分母计算熔化率时 板厚( )
B1= (t1/Tw1) ×100 B2= (t3/Tw3) ×100 这里 B1:厚为 T1 方焊接中心位置的熔化率(%) B2:厚为 T3 方焊接中心位置的熔化率(%) t 1 t3:最大熔化深度 T w1 Tw3:焊接中心位置的板厚 D 1 ,D2(W n1,Wn2) :熔核直径(或宽度)

b) 以焊接中心位置的板厚(Tw1 ,Tw3)为分母计算熔化率时 以焊接中心位置的板厚( )

图 3 3 张重叠焊接部位熔核直径(或宽度) 熔化深度 重叠焊接部位熔核直径(或宽度) 、熔化深度 、 及焊接中心位置板厚的测定 (点焊及凸焊的中心截面,或者与缝焊焊接线垂直方向的截面) 点焊及凸焊的中心截面,或者与缝焊焊接线垂直方向的截面)

1 缝焊焊接线方向的中心线 缝焊焊接线方向的中心线 2 与焊接线垂直方向的截面(A 试验片) 焊接线垂直方向的截面( 试验片) 3 经过焊接线方向中心线的截面(B 试验片) 经过焊接线方向中心线的截面( 试验片)

图 4 缝焊焊接线垂直方向的截面及经过焊接线中心线位置的截面

a)在缝焊焊接线垂直方向截面上方看到的焊接线方向的截面观察位置(B-B 线 在缝焊焊接线垂直方向截面上方看到的焊接线方向的截面观察位置( 截面上方看到的焊接线方向的截面观察位置 位置) 位置)
A1=(t1/T1)×100 s1=(ts1/T1)×100 2=(t2/T2)×100 s2=(ts2/T2)×100 这里 A1:簿板侧的最大熔化

率(%) As1:簿板侧的最小熔化率(%) A2:厚板侧的最大熔化率(%) As2:厚板侧的最小熔化率(%) t1 t2:最大熔化深度 ts1 ts2:最小熔化深度 T1 T2:板厚----- T1≤T2

b) 以板厚(T1 ,T2)为分母计算熔化率时 板厚( )

B1=(t1/T w1)×100 s1=(ts1/Tw1)×100 2=(t2/Tw2)×100 s2=(ts2/Tw2)×100
这里 B1:簿板侧焊接中心线位置的最大熔化率(%) Bs1: 簿板侧焊接中心线位置的最小熔化率 (%) B2: 厚板侧焊接中心线位置的最大熔化率 (%) Bs2: 厚板侧焊接中心线位置的最小熔化率 (%) t1 t2:最大熔化深度 ts1 ts2:最小熔化深度 Tw1 Tw2:焊接中心线位置的板厚---- Tw1≤Tw2

B

c) 以焊接中心线位置的板厚(Tw1 ,Tw2)为分母计算熔化率时 以焊接中心线位置的板厚( ) 图中的虚线表示原板表面的位置, 实线表示焊接后焊接中心线位置的板表面 的位置

经过缝焊焊接线方向中心线的截面( 缝焊焊接线方向中心线的截面 截面) 图 5 在经过缝焊焊接线方向中心线的截面(B-B 截面) 测定熔化深度及板厚 测定熔化深度及板厚 熔化深度
6.1.4 凹陷的测定方法 凹陷的测定方法 焊接部的凹陷,可通过截面宏观(低倍)照片或者截面放大投影图来求出。 首先,画一条连接焊接中心与距该位置大约相当于电极压痕直径大小(直径 De1 ×2) 的点的直线, 通过该线, 求出垂直方向测定的凹陷的最大深度。 (参照图 6) 图 。

1 电极压痕直径(De1, De2) 2 凹陷(In1, In2) 3 熔核

图 6 凹陷的测定
6.2 截面硬度试验 焊接部截面硬度试验,使用维氏硬度试验机。试验机必须符合 JIS B 7725 标 准之规定。试验方法依据 JIS Z 2244。测定时,要在能避免临近测痕影响的间隔 处进行,如图 7 所示,焊接中心位置附近按板厚方向测定;另外,还要在距接合 图 界面板厚的 1/2 至 1/4 的范围内与板表面平行的方向进行测定。与板表面平行方 向的测定位置为从熔核的中心位置到母材部。

a) 2 张重叠的试验片时 重叠的试验片

重叠的 b) 3 张重叠的试验片时
1 熔核 2 热影响部 3 母材 4 压痕 5 硬度测定线

硬度的测定 的测定位置 图 7 硬度的测定位置
作为试验结果,要记录试验荷重、测定位置及硬度测定值(必要时记下测定 倍率) 。 对于相同厚度和相同材质的 2 张重叠的试验片,也可以省略一方的板的水平 方向硬度的测定。另外,根据试验目的的不同,也可省去对熔核中心位置的板厚 方向的硬度测定。根据需要,也可以对熔核端部、热影响部(HAZ) 、母材等的 各部进行个别测定。 若 3 张重叠的试验片的中板中央部位附近产生有气泡、裂纹,在进行中板水 平方向(D)的硬度测定时,要向上或向下避开之,可在距离板与板的界面相当 于板厚 t2 的 1/4 的范围内,选择距焊接界面较远的地方进行测量。 7 记录 试验之后,把实施试验的下列事项进行记录。 a) 试验日期及地点 b) 试验材料的种类及板厚 c) 试验材料的化学成分及机械性质 d) 焊接方法 e) 焊接机的种类及焊接条件 f) 本标准的编码及所适用的试验的种类 g) 截面宏观(低倍)照片 h) 截面 macro 宏观试验结果 i) 硬度试验机的种类 j) 截面硬度试验结果 k) a)—j)以外应注明的事项


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